0) Intro
- Noise: 소리를 의미하는 것이 아니라 EEG의 무작위 변동(random fluctuations)을 의미합니다.
- 신호 평균화를 사용하여 이러한 무작위 변동을 처리합니다. Trial이 많을수록 무작위 활동이 더 많이 평균화되어 아름다운 ERP 파형이 남습니다.
- 그러나 이것은 중요한 질문으로 이어집니다. 함께 평균을 내려면 얼마나 많은 시도가 필요합니까?
1) How many trials do you need to average together?
- 이 경우 잡음의 크기에 상대적인 신호의 크기, 즉 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)에 따라 달라집니다.
- 실험에 따라 허용 가능한 신호 대 잡음비를 얻기 위해 10번의 시도가 필요할 수도 있고 1,000번의 시도가 필요할 수도 있습니다.
- 다음은 시도가 8개뿐인 예입니다.
- 실험은 자극이 X인지 O인지를 나타내기 위해 피험자가 각 시도에서 두 개의 버튼 중 하나를 누르는 oddball paradigm을 사용했습니다. O는 드물기 때문에 우리는 그것을 oddball 자극이라고 부릅니다.
- 여기서 우리는 8번의 oddball 시도에서 얻은 EEG epochs를 보여주고 있습니다. 시도마다 많은 변화를 볼 수 있지만 8개 시도 모두 약 300~600ms의 양의 전압을 가집니다. 이것이 바로 P3 파동입니다. 이것은 이 패러다임에서 oddball에 대해 얻을 수 있는 매우 큰 positive component입니다.
- 8개의 Oddball epochs의 평균은 위와 같습니다.
- 약 300-600ms에서 넓은 양성인 P3파를 볼 수 있습니다. 이 특정 예에서 P3는 거대합니다. 약 25마이크로볼트입니다. 사전 자극 간격(prestimulus interval)의 noise보다 훨씬 큽니다.
- 그러나 이것은 특이한 상황입니다. 일반적으로 ERP 구성 요소는 몇 마이크로볼트에 불과합니다.
- 예를 들어, P2 파동은 사전 자극 기간의 노이즈보다 크지 않습니다. 신호가 노이즈보다 크지 않으면 조건이나 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이를 찾기 어려울 것입니다.
2) Signal-to-noise ratio
- 몇 가지 간단한 가정을 하면 신호 대 잡음비가 시행 횟수의 제곱근에 비례하여 증가합니다.
- 따라서 시도 횟수를 8에서 16으로 두 배로 늘리면 SNR은 41%만 증가합니다(1.41은 2의 제곱근이기 때문).
- 4의 제곱근은 2이기 때문에 SNR을 두 배로 늘리려면 시행 횟수를 4배로 늘려야 합니다.
- 따라서 8번의 시행으로 얻은 SNR을 두 배로 늘리려면 32번의 시행이 필요합니다.
- 시도 횟수를 늘리면 신호가 변경되지 않고 노이즈만 감소합니다.
- 따라서, 시행 횟수를 4배로 늘려 SNR을 두 배로 늘리면 노이즈가 절반으로 줄어듭니다.
- 이 제곱근 규칙은 ERP 실험을 설계할 때 좌절의 주요 원인이 될 수 있습니다.
- 실험이 비실용적이 되기 전에 여러 번 시행 횟수를 4배로 늘릴 수 있습니다.
- 결과적으로 ERP 기술은 일반적으로 각 조건에서 각 주제에서 최소 수십 번의 시도를 얻을 수 있는 패러다임으로 제한됩니다
Quiz for Chapter 2, Video 4
Imagine that we are looking for a 5 µV ERP effect, and the noise is 10 µV in the single-trial EEG, giving us at 5:10 (or 1:2) signal-to-noise ratio on single trials. How many trials would we need to average together to get a 2:1 signal-to-noise ratio in the averaged ERP waveform?
Choose only ONE best answer.
4 trials
8 trials
16 trials
32 trials
64 trials
In this example, the SNR of the averaged ERP (2:1) is 4 times greater than the SNR of the single trials (1:2) (because 2.0 is 4 times greater than 0.5). Because the SNR increases as a function of the square root of the number of trials, and the square root of 16 is 4, 16 trials gives us an SNR that is 4 times greater than the SNR with 1 trial.
위 내용은 본인 참조용이며, 잘못된 정보가 있을 수 있습니다.
ref) https://www.youtube.com/watch?v=XD_EVfm4vyc
by Steven J. Luck, https://erpinfo.org/
